本發(fā)明涉及管道生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，更具體的說，涉及一種制作新型克拉管的設(shè)備以及方法。

背景技術(shù)：

克拉管是一種新型異形結(jié)構(gòu)壁管，以高密度聚乙烯為原料，在熱熔狀態(tài)下，通過纏繞成型工藝生產(chǎn)而成的大口徑纏繞增強管?？死軆?nèi)壁光滑，外壁呈螺旋狀，具有流動阻力小、承受壓強能力強、柔韌性好、重量輕、壽命長、耐腐蝕、施工靈活方便、連接可靠等優(yōu)點，廣泛應用于排污、排水、城市供水、遠距離輸水、輸油、輸氣等工程中，是鋼筋混凝土、鑄鐵管的理想替代產(chǎn)品。

現(xiàn)有制作克拉管的工藝流程如圖1所示，圖1為現(xiàn)有技術(shù)中一種常見的制作克拉管的制作方法流程圖，所述制作方法包括：

首先，在料倉內(nèi)添加原料，具體的，將pe(聚乙烯)料、回收料以及色母料加入料倉。

然后，進行原料的混合工藝，加入料倉的原料在料倉內(nèi)經(jīng)過攪拌，完成混合。

進一步的，進行異型管擠出工藝，將混合后的原料加熱熔化后，經(jīng)過異型口模形成異型管擠出。

進一步的，將擠出的異型管在真空條件下進行真空定徑工藝，以形成需要孔徑的異型管。

進一步的，對真空定徑后的異型管進行冷卻工藝。

進一步的，通過纏繞成型工藝對冷卻后的異型管外圍形成螺旋狀的纏繞層。在該工藝過程中，通過熔接擠出機將pe料經(jīng)過熔接擠出工藝擠出，同時通過壓平棍將熔接擠出機擠出的pe料壓平，以使得異型管的側(cè)壁外部平整的纏繞pe纏繞層。

進一步的，再次進行冷卻工藝，對異型管外部纏繞的冷卻層進行冷卻處理。

進一步的，進行切割工藝，將異型管切割為需要的長度尺寸。

最后，收集切割后的異型管，并在異型管上打印產(chǎn)品標識，分類成品入庫。

現(xiàn)有工藝在制作克拉管過程中，在纏繞成型工藝中，在基管外側(cè)纏繞纏繞層的實現(xiàn)方式一般是通過熱風槍加熱帶狀的pe料，以便于纏繞在基管側(cè)壁?；蚴侵苯蛹訜崛廴诨軅?cè)壁，以便于在熔融的側(cè)壁纏繞纏繞層。但是傳統(tǒng)纏繞成型工藝中，加熱均勻性較差，使得基管外側(cè)纏繞的纏繞層厚度均勻性較差，降低了克拉管的產(chǎn)品質(zhì)量。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種新型克拉管的制作方法以及制作設(shè)備，采用激光光束在基管表面纏繞纏繞層，激光光束加熱升溫速度快、加熱均勻，使得基管外側(cè)纏繞的纏繞層厚度均勻性好，提高了克拉管的產(chǎn)品質(zhì)量。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種新型克拉管的制作方法，所述制作方法包括：

形成預設(shè)形狀的基管；

將帶狀纏繞層纏繞貼合在所述基管的側(cè)壁；

其中，在所述基管的側(cè)壁纏繞貼合所述帶狀纏繞層時，采用激光光束熔融所述帶狀纏繞層與所述基管的相對表面，使得二者相對的表面融合，將所述帶狀纏繞層固定在所述基管的側(cè)壁。

優(yōu)選的，在上述制作方法中，所述形成預設(shè)形狀的基管包括：

在第一料倉內(nèi)加入基管原料；

通過加熱以及攪拌，使得基管原料混合均勻以及熔融；

擠出熔融以及混合均勻后的基管原料，形成設(shè)定形狀的基管；

在真空設(shè)備中調(diào)整所述基管的孔徑后，對所述基管進行冷卻處理。

優(yōu)選的，在上述制作方法中，所述將帶狀纏繞層纏繞貼合在所述基管的側(cè)壁包括：

在第二料倉內(nèi)加入制作所述帶狀纏繞層的母料；

加熱融化所述母料；

通過該熔接機擠出熔融態(tài)的母料，形成所述帶狀纏繞層；

將所述帶狀纏繞層纏繞在所述基管的側(cè)壁，在所述基管側(cè)壁纏繞所述帶狀纏繞層的同時，采用激光光束熔融所述帶狀纏繞層與所述基管相對的表面，使得二者相對的表面融合；

待自然冷卻后，形成成品的新型克拉管。

優(yōu)選的，在上述制作方法中，所述帶狀纏繞層的母料為高密度的聚乙烯或是玻璃纖維。

優(yōu)選的，在上述制作方法中，所述采用激光光束熔融所述帶狀纏繞層與所述基管相對的表面包括：

采用能量密度為10⁴w/cm²-10⁶w/cm²的激光光束照射所述帶狀纏繞層與所述基管相對的表面。

優(yōu)選的，在上述制作方法中，在開始采用激光光束照射所述帶狀纏繞層與所述基管相對的表面時，所述激光光束的能量密度由最小值逐步增大，當所述帶狀纏繞層與所述基管相對的表面熔融后，固定激光光束的能量密度不變。

優(yōu)選的，在上述制作方法中，通過水冷設(shè)備或是風冷設(shè)備進行冷卻處理。

本發(fā)明還提供了一種新型克拉管的制作設(shè)備，所述制作設(shè)備包括：

主設(shè)備，所述主設(shè)備用于形成預設(shè)形狀的基管；

輔助設(shè)備，所述輔助設(shè)備用于將帶狀纏繞層纏繞貼合在所述基管的側(cè)壁；

其中，在所述基管的側(cè)壁纏繞貼合所述帶狀纏繞層時，所述輔助設(shè)備采用激光光束熔融所述帶狀纏繞層與所述基管的相對表面，使得二者相對的表面融合，將所述帶狀纏繞層固定在所述基管的側(cè)壁。

優(yōu)選的，在上述制作設(shè)備中，所述輔助設(shè)備具有半導體迭陣激光器；所述半導體體迭陣激光器的能量密度為10⁴w/cm²-10⁶w/cm²，包括端點值。

優(yōu)選的，在上述制作設(shè)備中，還包括：冷卻設(shè)備。

通過上述描述可知，本發(fā)明技術(shù)方案提供的新型克拉管的制作方法以及制作設(shè)備中，當形成預設(shè)形狀的基管后，將帶狀纏繞層纏繞貼合在所述基管的側(cè)壁；其中，在所述基管的側(cè)壁纏繞貼合所述帶狀纏繞層時，采用激光光束熔融所述帶狀纏繞層與所述基管的相對表面，使得二者相對的表面融合，將所述帶狀纏繞層固定在所述基管的側(cè)壁?？梢姡景l(fā)明技術(shù)方案中，在所述基管表面纏繞所述帶狀纏繞層時，采用激光光束加熱熔融二者相對的表面，激光光束加熱升溫速度快、加熱均勻，使得基管外側(cè)纏繞的纏繞層厚度均勻性好，提高了克拉管的產(chǎn)品質(zhì)量。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中一種常見的制作克拉管的制作方法流程圖；

圖2為本發(fā)明實施例提供的一種新型克拉管的制作方法的流程示意圖；

圖3為本發(fā)明實施例提供的一種形成預設(shè)形狀基管的方法的流程示意圖；

圖4為本發(fā)明實施例提供的一種將帶狀纏繞層纏繞貼合在所述基管的側(cè)壁的方法的流程示意圖；

圖5為本發(fā)明實施例提供的一種采用激光在基管外圍纏繞帶狀纏繞層的原理示意圖；

圖6為本發(fā)明實施例提供的一種新型克拉管在垂直于其延伸方向上的切面圖；

圖7為本發(fā)明實施例提供的一種基管在平行其延伸方向上的切面圖；

圖8為本發(fā)明實施例提供的一種制作設(shè)備的工作原理示意圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細的說明。

參考圖2，圖2為本發(fā)明實施例提供的一種新型克拉管的制作方法的流程示意圖，該制作方法包括：

步驟s11：形成預設(shè)形狀的基管。

步驟s12：將帶狀纏繞層纏繞貼合在所述基管的側(cè)壁。

其中，在所述基管的側(cè)壁纏繞貼合所述帶狀纏繞層時，采用激光光束熔融所述帶狀纏繞層與所述基管的相對表面，使得二者相對的表面融合，將所述帶狀纏繞層固定在所述基管的側(cè)壁。

在本發(fā)明實施例所述制作方法中，所述形成預設(shè)形狀的基管的方法如圖3所示，圖3為本發(fā)明實施例提供的一種形成預設(shè)形狀基管的方法的流程示意圖，所述方法包括：

步驟s21：在第一料倉內(nèi)加入基管原料。

所述基管原料包括pe料、回收料以及色母料。需要說明的的是，本發(fā)明實施例所述制作方法中，所述基管原料包括但不局限于上述方式，可以根據(jù)制作基管的材質(zhì)需要設(shè)定不同組成成分的基管原料，可以根據(jù)基管需要設(shè)置基管原料中不同材料的比例，本發(fā)明中不做具體限定。

步驟s22：通過加熱以及攪拌，使得基管原料混合均勻以及熔融。

該步驟中，可以采用傳統(tǒng)的加熱方式，熔融基管原料，在加熱熔融所述基管原料時，可以通過該攪拌使得各種基管原料混合均勻，保證后續(xù)形成基管的性能均衡。

步驟s23：擠出熔融以及混合均勻后的基管原料，形成設(shè)定形狀的基管。

在該步驟中，可以通過該異型口的模具形成需要形狀的基管，本發(fā)明實施例所述制作方法中，對所述基管的形狀不做具體限定，可以根據(jù)需求設(shè)定其形狀。

步驟s24：在真空設(shè)備中調(diào)整所述基管的孔徑后，對所述基管進行冷卻處理。

在真空設(shè)備中加熱所述設(shè)定形狀的基管，以便于調(diào)節(jié)所述設(shè)定形狀基管的孔徑。完成所述基管的孔徑調(diào)整后，通過冷卻設(shè)備對所述基管進行冷卻處理。本發(fā)明實施例中，可以通過水冷設(shè)備或是風冷設(shè)備進行冷卻處理。

在本發(fā)明實施例所述制作方法中，所述將帶狀纏繞層纏繞貼合在所述基管的側(cè)壁的方法如圖4所示，圖4為本發(fā)明實施例提供的一種將帶狀纏繞層纏繞貼合在所述基管的側(cè)壁的方法的流程示意圖，所述方法包括：

步驟s31：在第二料倉內(nèi)加入制作所述帶狀纏繞層的母料。

所述帶狀纏繞層的母料可以為高密度的聚乙烯或是玻璃纖維。還可以保護所述制作方法過程中高密度的聚乙烯或是玻璃纖維的回收料。

玻璃纖維是一種性能優(yōu)異的無機非金屬材料，種類繁多，優(yōu)點是絕緣性好、耐熱性強、抗腐蝕性好，機械強度高，但缺點是性脆，耐磨性較差。它是以玻璃球或廢舊玻璃為原料經(jīng)高溫熔制、拉絲、絡(luò)紗、織布等工藝制造成的，其單絲的直徑為幾個微米到二十幾個微米，相當于一根頭發(fā)絲的1/20-1/5，每束纖維原絲都由數(shù)百根甚至上千根單絲組成。玻璃纖維通常用作復合材料中的增強材料，電絕緣材料和絕熱保溫材料，電路基板等國民經(jīng)濟各個領(lǐng)域。

當采用玻璃纖維作為所述帶狀纏繞層的母料時，基管可以為高密度的聚乙烯。可以在基管纏繞一層或是多層玻璃纖維制作的帶狀纏繞層，以到達增加克拉管強度的目的。本發(fā)明實施例采用激光將玻璃纖維融進基管的表面，相對于其他產(chǎn)纏繞層材料，降低了克拉管的質(zhì)量，同時增加了克拉管的強度。

步驟s32：加熱融化所述母料。

所述帶狀纏繞層的母料的加熱工藝可以采用現(xiàn)有的加熱工藝，本發(fā)明實施例中對該步驟不做具體限定。

步驟s33：通過該熔接機擠出熔融態(tài)的母料，形成所述帶狀纏繞層。

熔接機形狀需要的尺寸的帶狀纏繞層。

步驟s34：將所述帶狀纏繞層纏繞在所述基管的側(cè)壁，在所述基管側(cè)壁纏繞所述帶狀纏繞層的同時，采用激光光束熔融所述帶狀纏繞層與所述基管相對的表面，使得二者相對的表面融合。

為了保證基管的質(zhì)量，在纏繞所述帶狀纏繞層時，所述帶狀纏繞層無間隙的纏繞在所述基管的側(cè)壁。

該步驟中，所述采用激光光束熔融所述帶狀纏繞層與所述基管相對的表面包括：采用能量密度為10⁴w/cm²-10⁶w/cm²的激光光束照射所述帶狀纏繞層與所述基管相對的表面。

可選的，在開始采用激光光束照射所述帶狀纏繞層與所述基管相對的表面時，所述激光光束的能量密度由最小值逐步增大，當所述帶狀纏繞層與所述基管相對的表面熔融后，固定激光光束的能量密度不變。這樣，避免對基管過渡加熱導致基管的損壞。

本發(fā)明實施例中，可以采用半導體迭陣激光器產(chǎn)生激光光束。半導體迭陣激光器用于激光熔覆的半導體激光光源，大功率半導體迭陣激光器，是半導體激光光源最早采用的合束形式，由若干個微通道熱沉封裝的半導體激光器堆疊而成。半導體激光器轉(zhuǎn)換效率高，壽命長，體積小，重量輕，可靠性高，能直接調(diào)制以及易與其他半導體器件集成。是實現(xiàn)本發(fā)明實施例所述制作方法的理想類型的激光器。

步驟s35：待自然冷卻后，形成成品的新型克拉管。

本發(fā)明實施例所述制作方法中，采用激光熔覆工藝，通過高能激光光束將帶狀纏繞層纏繞固定在基管的表面。激光熔覆工藝亦稱激光包覆工藝或激光熔敷工藝，是一種重要的材料表面強化與加工技術(shù)，它是利用高能量密度激光束(10⁴～10⁶w/cm²)在金屬表面輻照，通過迅速熔化、擴展和迅速凝固(冷卻速度通常達到10²℃/s～10⁶℃/s)，在基材表面形成與其為冶金結(jié)合的，具有特殊的物理、化學或力學性能的材料，從而顯著改善基層表面的耐磨、耐蝕、耐熱、抗氧化等性能，同樣的，激光熔覆也可以用于克拉基管以及類似基管的加工之上。

本發(fā)明實施例所述制作方法中，利用激光光束進行加工后的基管壽命是傳統(tǒng)熱纏繞工藝的1.3倍，重量是傳統(tǒng)熱纏繞工藝的1/3。同時，半導體激光器的高功率密度大大提高了加工克拉管的生產(chǎn)效率。此外，半導體激光器具有壽命長、維護費用低，這將降低設(shè)備的維修費用，進而降低了基管的生產(chǎn)成本。半導體激光器的小體積將意味著克拉管的制作設(shè)備的體積減小至少2/3，使其更加靈活方便，可移動性強。

可選的，本發(fā)明實施例所述制作方法中，所述帶狀纏繞層優(yōu)選的由玻璃纖維材料制備。當采用激光束熔融所述帶狀纏繞層與所述基管的相對表面，使得二者相對的表面融合時，先在基管表面纏繞帶狀纏繞層，再進行激光照射，由于玻璃纖維是透光材料，此時激光可以透過帶狀纏繞層照射到基管表面，且熔化的只是基管，而玻璃纖維材質(zhì)的帶狀纏繞層不會熔化發(fā)生形變，通過熔融的基管表面將帶狀纏繞層固定，不破壞帶狀保護層的形狀，使得成型的克拉管的外表面平整性更好，強度更高。當纏繞多層玻璃纖維材質(zhì)的帶狀纏繞層時，與基管接觸的第一層帶狀纏繞層通過激光熔融基管表面固定在基管表面，后續(xù)各層帶狀纏繞層致密的纏繞在管體上，通過膠體以及相互之間的應力固定。

參考圖5，圖5為本發(fā)明實施例提供的一種采用激光在基管外圍纏繞帶狀纏繞層的原理示意圖，激光器51照射基管52的表面，使得其表面熔融，以固定第一層的帶狀纏繞層。圖5中未示出帶狀纏繞層。

參考圖6，圖6為本發(fā)明實施例提供的一種新型克拉管在垂直于其延伸方向上的切面圖，基管52表面纏繞有多層帶狀纏繞層51，以增加克拉管表面的平整性以及強度。

參考圖7，圖7為本發(fā)明實施例提供的一種基管在平行其延伸方向上的切面圖，基管52的外表面具有螺旋狀的凹槽53，帶狀纏繞層設(shè)置在53凹槽內(nèi)，熔融基管52和帶狀纏繞層接觸的表面，固定帶狀纏繞層。通過設(shè)置該凹槽，可以使得不易和基管51熔融固定的材料制備的帶狀纏繞層通過熔融后的凹槽固定，增加固定帶狀纏繞層的作用力，保證帶狀纏繞層在基管52表面的穩(wěn)定性。

通過上述描述可知，本發(fā)明實施例所述制作方法中，當形成預設(shè)形狀的基管后，將帶狀纏繞層纏繞貼合在所述基管的側(cè)壁；其中，在所述基管的側(cè)壁纏繞貼合所述帶狀纏繞層時，采用激光光束熔融所述帶狀纏繞層與所述基管的相對表面，使得二者相對的表面融合，冷卻后處理，將所述帶狀纏繞層固定在所述基管的側(cè)壁?？梢?，本發(fā)明實施例所述制作方法中，在所述基管表面纏繞所述帶狀纏繞層時，采用激光光束加熱熔融二者相對的表面，激光光束加熱升溫速度快、加熱均勻，使得基管外側(cè)纏繞的纏繞層厚度均勻性好，提高了克拉管的產(chǎn)品質(zhì)量。

基于上述制作方法，本發(fā)明另一實施例還提供了一種新型克拉管的制作設(shè)備，該制作設(shè)備可以執(zhí)行上述制作方法，所述制作設(shè)備如圖8所示，圖8為本發(fā)明實施例提供的一種制作設(shè)備的工作原理示意圖，所述制作設(shè)備包括：主設(shè)備41，所述主設(shè)備41用于形成預設(shè)形狀的基管。輔助設(shè)備42，所述輔助設(shè)備42用于將帶狀纏繞層纏繞貼合在所述基管的側(cè)壁。

其中，在所述基管的側(cè)壁纏繞貼合所述帶狀纏繞層時，所述輔助設(shè)備42采用激光光束熔融所述帶狀纏繞層與所述基管的相對表面，使得二者相對的表面融合，冷卻后處理，將所述帶狀纏繞層固定在所述基管的側(cè)壁。

在本發(fā)明實施例所述制作設(shè)備中，所述輔助設(shè)備具有半導體迭陣激光器；所述半導體體迭陣激光器的能量密度為10⁴w/cm²-10⁶w/cm²，包括端點值。在本發(fā)明實施例所述制作設(shè)備中，還包括：冷卻設(shè)備43。

主設(shè)備41生成的基管經(jīng)過孔徑調(diào)整后，經(jīng)過冷卻設(shè)備43的冷卻，然后冷卻后的基管通過輔助設(shè)備42在其表面纏繞帶狀纏繞層。

如上述，利用激光光束進行加工后的基管壽命是傳統(tǒng)熱纏繞工藝的1.3倍，重量是傳統(tǒng)熱纏繞工藝的1/3。同時，半導體激光器的高功率密度大大提高了加工克拉管的生產(chǎn)效率。此外，半導體激光器具有壽命長、維護費用低，這將降低設(shè)備的維修費用，進而降低了基管的生產(chǎn)成本。半導體激光器的小體積將意味著克拉管的制作設(shè)備的體積減小至少2/3，使其更加靈活方便，可移動性強。

本發(fā)明實施例所述制作設(shè)備中，在所述基管表面纏繞所述帶狀纏繞層時，采用激光光束加熱熔融二者相對的表面，激光光束加熱升溫速度快、加熱均勻，使得基管外側(cè)纏繞的纏繞層厚度均勻性好，提高了克拉管的產(chǎn)品質(zhì)量。

本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。對于實施例公開的制作設(shè)備而言，由于其與實施例公開的制作方法相對應，所以描述的比較簡單，相關(guān)之處參見制作方法部分說明即可。

對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。